香港研發出全球最高能量轉換效率 鈣鈦礦/單晶硅叠層太陽能電池

香港理工大學成功研發全球最高能量轉換效率的鈣鈦礦/單晶硅叠層太陽能電池，其能量轉換效率高達25.5%。早於2009年，鈣鈦礦太陽能電池已經面世，當時能量轉換率只有3.8%。

鈣鈦礦材料擁有優越的光伏效能，鈣鈦礦太陽能電池已經成為全球熱門研究專題，世界各地的科研人員致力找出有效提升能量轉換效率的新方法，推動可持續能源發展。

鈣鈦礦被視為發展高效能太陽能電池最具潛力的新興材料，香港理工大學電子及資訊工程學系徐星全教授（歐雪明能源教授）領導的科研團隊，以多項嶄新技術成功創下鈣鈦礦/單晶硅叠層太陽能電池能量轉換效率的最高紀錄。此項科硏成果，估計生產太陽能成本由現時的硅基太陽能電池每瓦HK$3.9大幅地降低至每瓦HK$2.73。

由於太陽光譜由不同能量波段組成，結合多種光伏材料來製造太陽能電池，可增加電池吸收的能量。例如，鈣鈦礦/硅叠層太陽能電池便可以互補不足。以鈣鈦礦材料造面層主要吸收短波段的光子，硅材料作底層可以吸收較長波段的光子。

香港理工大學科研團隊利用上述特性，配合3個創新方法，進一步提升電池效能。首先，科研團隊利用化學反應，以氧低溫鈍化程序，減少鈣鈦礦材料缺陷造成的影響。此外，團隊成功製備用於鈣鈦礦電池的高透明三氧化鉬/金/三氧化鉬叠層電極，調整這電極至最合適厚度，從而提升電極在長波段的透明度，使更多光能量進入鈣鈦礦電池底下的硅電池中。第三，配合由香港理工大學紡織及製衣學系鄭子劍博士研發，藉著複制玫瑰花瓣的紋理，製作仿生花瓣陷光薄膜，吸附在太陽能電池表面，使電池捕獲更多光線。透過這三種方法，便可以大幅提高太陽能電池能量轉換效率。今次研究的底層硅電池設計與製造由擁有豐富製備硅電池經驗的中山大學丶順德中山大學太陽能研究院沈輝教授及其團隊負責。

香港理工大學科研團隊將繼續致力提升鈣鈦礦/硅叠層太陽能電池的能量轉換效率，並希望進一步發展大面積的鈣鈦礦/硅叠層電池。